隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和電力需求的增加，干式變壓器作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行的安全性與可靠性受到了越來越多的關(guān)注。2025年，干式變壓器行業(yè)在技術(shù)上取得了顯著進(jìn)展，特別是在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度實(shí)時在線監(jiān)測技術(shù)方面。通過精確測量繞組熱點(diǎn)溫度，實(shí)時監(jiān)控變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，不僅提高了設(shè)備的運(yùn)行效率，還延長了其使用壽命。本文通過對干式變壓器溫度監(jiān)測技術(shù)的研究，探討了其在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，并通過實(shí)例驗(yàn)證了該技術(shù)的有效性。

  一、干式變壓器溫度與壽命的關(guān)系

  《2025-2030年中國干式變壓器行業(yè)項(xiàng)目調(diào)研及市場前景預(yù)測評估報(bào)告》干式變壓器在運(yùn)行過程中，由于渦流和諧波的影響，會產(chǎn)生熱量。當(dāng)電流通過變壓器時，設(shè)備會達(dá)到產(chǎn)熱與散熱的平衡狀態(tài)。干式變壓器的絕緣性能是其核心要點(diǎn)，對整體運(yùn)行質(zhì)量具有決定性影響。變壓器的溫升是導(dǎo)致絕緣老化的主要因素，因此，增加溫度在線實(shí)時監(jiān)測，預(yù)防產(chǎn)品超溫長時間運(yùn)行，對于減少變壓器運(yùn)行壽命至關(guān)重要。在額定負(fù)載條件下，諧波和散熱條件的差異會導(dǎo)致變壓器溫度提升，進(jìn)而影響其壽命估算。

  二、干式變壓器工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  (一)設(shè)計(jì)思路

  干式變壓器行業(yè)技術(shù)分析提到針對干式變壓器工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度監(jiān)控系統(tǒng)，通過植入繞組光纖測溫傳感器，精確測量繞組熱點(diǎn)溫度。在此基礎(chǔ)上，借助物聯(lián)網(wǎng)管理平臺，實(shí)時整合并顯示變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，便于相關(guān)人員分析預(yù)測變壓器發(fā)生故障的概率，并制定相應(yīng)的維護(hù)、檢修計(jì)劃。該系統(tǒng)功能主要包括電源、數(shù)據(jù)采集、GPRS通信等模塊，通過外界透傳云與上位機(jī)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控目標(biāo)。

  (二)實(shí)現(xiàn)方法

  1. 繞組光纖傳感器植入技術(shù)

  干式變壓器繞組低壓為箔繞線圈，高壓繞組一般為分段層式線圈或連續(xù)式線圈。在繞組繞制時，根據(jù)需要位置植入光纖傳感器，確保光纖出線沿著繞組出線圈切線方向。通過合理纏繞和固定光纖，保證其在引出時不受擠壓，保持自由狀態(tài)，避免硬折彎，確保其彎曲半徑至少大于50mm。

  2. 監(jiān)控中心需求分析

  與常規(guī)變壓器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相比，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對變壓器的統(tǒng)一管理，通過對全部監(jiān)控終端數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，推動工業(yè)智能化發(fā)展。監(jiān)控中心具有基本信息維護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的綜合分析，便于相關(guān)人員對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行自主處理，保證監(jiān)控中心的安全性。

  3. 數(shù)據(jù)傳輸

  數(shù)據(jù)傳輸作為監(jiān)控中心的關(guān)鍵組成部分，可調(diào)用DLL動態(tài)鏈接庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)。在具體實(shí)施過程中，DLL可實(shí)現(xiàn)模塊化處理目標(biāo)，結(jié)合具體情況，促使程序各功能模塊處于相對獨(dú)立狀態(tài)，增強(qiáng)程序運(yùn)行的簡潔性。

  4. 溫度預(yù)測

  為實(shí)現(xiàn)干式變壓器溫度預(yù)測目標(biāo)，建立VC++工程使其直觀顯示溫度變化趨勢。通過采用折線圖的方式，對坐標(biāo)格式、圖形顏色等屬性實(shí)施管理，實(shí)現(xiàn)整體數(shù)組的全面顯示。同時，借助Timer組件，結(jié)合監(jiān)控需求，設(shè)定定時器，通過不斷動態(tài)刷新數(shù)據(jù)，保證溫度預(yù)測圖的合理性，實(shí)現(xiàn)溫度信息的實(shí)時性。

  5. 設(shè)備定位

  在下位機(jī)監(jiān)控終端運(yùn)行期間，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備定位目標(biāo)，可借助GPRS模塊定位變壓器，并基于百度地圖API對監(jiān)控設(shè)備位置地圖實(shí)時處理，采用經(jīng)緯度的方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)。

  6. 報(bào)警提示

  在干式變壓器運(yùn)行期間，為實(shí)現(xiàn)對故障問題的及時處理，可借助監(jiān)控中心報(bào)警功能，結(jié)合變壓器監(jiān)控目標(biāo)，合理設(shè)置溫度報(bào)警提示。一旦任一相產(chǎn)生溫度異常變化并超過額定報(bào)警值，則會自動彈出報(bào)警提示框，通常以130°C為標(biāo)準(zhǔn)，一旦超過則會立即進(jìn)行報(bào)警提示。

  7. 監(jiān)控界面

  針對干式變壓器監(jiān)控界面，應(yīng)結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)控中心目標(biāo)、需求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，順利實(shí)現(xiàn)用戶端信息處理目標(biāo)。在這一過程中，相關(guān)人員可調(diào)用DLL，充分發(fā)揮其數(shù)據(jù)傳輸功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)警、修改、查詢，在此基礎(chǔ)上，利用溫度預(yù)測等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互目標(biāo)。

  8. 上位機(jī)軟件系統(tǒng)

  在對干式變壓器溫度監(jiān)測過程中，需結(jié)合具體需求，應(yīng)用上位機(jī)軟件系統(tǒng)，充分發(fā)揮實(shí)時數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控、溫度變化異常預(yù)警、歷史數(shù)據(jù)回放、溫度導(dǎo)出至Excel、高溫報(bào)警等功能。通過打造高效工程平臺，實(shí)現(xiàn)多用戶權(quán)限管理目標(biāo)。

  三、測溫光纖傳感技術(shù)分析

  (一)熒光光纖測溫儀

  針對干式變壓器監(jiān)控系統(tǒng)，熒光光纖測溫儀通過光纖傳感器接收具有溫度信息的光信號，并將其解調(diào)為合理的溫度數(shù)值，實(shí)現(xiàn)高效溫度測量目標(biāo)。光纖具有電磁絕緣性、寬頻帶等優(yōu)勢，可結(jié)合實(shí)際情況，順利打破電子溫度傳感器的限制。在具體應(yīng)用過程中，通過利用溫度實(shí)現(xiàn)對光信號的綜合調(diào)制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸目標(biāo)。

  (二)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與傳統(tǒng)測溫的對比分析

  工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與傳統(tǒng)測溫方式相比，具有顯著優(yōu)勢。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)通過采集干式變壓器繞組最熱點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測，能夠更準(zhǔn)確地反映繞組絕緣老化狀況，并通過程序算法估算變壓器壽命。

  四、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

  (一)干式整流變壓器光纖測溫點(diǎn)布置位置

  以鐵路系統(tǒng)的ZQSCBH17-1000/10干式牽引整流變壓器為例，高壓繞組、低壓繞組均為軸向分裂結(jié)構(gòu)，測溫點(diǎn)植入12點(diǎn)光纖測溫點(diǎn)，通過ST型光纖連接器接入實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)。

  (二)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)主界面

  工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)控系統(tǒng)是在可編程序控制器自動控制的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)出的智能化監(jiān)視和遙控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話和系統(tǒng)的顯示。監(jiān)控系統(tǒng)主要包括主界面、人員管理系統(tǒng)、自控監(jiān)視系統(tǒng)、自控遙控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以及相關(guān)資料和幫助系統(tǒng)。

  (三)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析

  根據(jù)牽引整流變壓器在100%額定負(fù)載條件下，V級絕緣耐熱等級溫升限值75K，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度監(jiān)測系統(tǒng)通過采集干式變壓器繞組最熱點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測。實(shí)測熱點(diǎn)溫升平均值為76.6K，比工程設(shè)計(jì)計(jì)算平均溫升高8.6K，比傳統(tǒng)測量方法溫升高11.6K。利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度監(jiān)測系統(tǒng)采用光纖直接測繞組溫度更準(zhǔn)確，壽命滿足40年技術(shù)要求。

  五、總結(jié)

  綜上所述，結(jié)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，建立干式變壓器工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，有利于實(shí)現(xiàn)干式變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。通過借助熒光光纖測溫儀、上位機(jī)軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對變壓器設(shè)備的統(tǒng)一化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。同時，基于干式變壓器溫度變化，合理預(yù)測變壓器絕緣壽命老化情況，便于相關(guān)人員提前預(yù)防，有效減少經(jīng)濟(jì)損失。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用對于干式變壓器應(yīng)用具有劃時代意義，不僅順應(yīng)了未來工業(yè)自動化發(fā)展趨勢，同時還有利于減少故障危害，為電力系統(tǒng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的技術(shù)保障。

  中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，干式變壓器在安全性和環(huán)保方面有明顯優(yōu)勢，適用于需要防火和環(huán)境保護(hù)的場合。干式變壓器當(dāng)前市場品牌主要以歐美品牌占據(jù)大部分市場，下游市場的不斷拓展干式變壓器產(chǎn)量也在逐漸提高。以下是2024年干式變壓器市場分析。

  干式變壓器市場規(guī)模

  《2024-2029年中國干式變壓器行業(yè)市場深度研究與戰(zhàn)略咨詢分析報(bào)告》從全球范圍來看，干式變壓器市場規(guī)模正在穩(wěn)步增長。2023年，全球干式變壓器市場規(guī)模為293.2億元人民幣，預(yù)計(jì)將以4.35%的年復(fù)合增長率增長，到2029年有望達(dá)到375.08億元人民幣。中國作為新興市場之一，其干式變壓器市場規(guī)模也在穩(wěn)步增長，為全球市場的增長做出了重要貢獻(xiàn)。

  我國干式變壓器行業(yè)相關(guān)下游產(chǎn)業(yè)需求持續(xù)增長，2021年我國干式變壓器產(chǎn)量約3.05億千伏安，預(yù)計(jì)2025 年產(chǎn)量將達(dá)到3.8億千伏安，2019-2025 年均復(fù)合增長速度為5.67%。干式變壓器行業(yè)上游主要包括普通鋼材、硅鋼片、有色金屬如銅、鋁等;下游行業(yè)主要包括石油石化、電源電網(wǎng)建設(shè)、城市軌道交通等行業(yè)。

  隨著全球能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和可再生能源的快速發(fā)展，以及中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長和產(chǎn)業(yè)升級，干式變壓器作為電力傳輸和分配的重要設(shè)備之一，其市場需求將持續(xù)增長。干式變壓器市場分析預(yù)計(jì)未來，中國干式變壓器企業(yè)需要抓住市場機(jī)遇，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和品牌建設(shè)，提高市場競爭力，以在激烈的市場競爭中占據(jù)更大的市場份額。

  干式變壓器市場占有率

  干式變壓器廣泛應(yīng)用于工業(yè)、電力、建筑、基建等多個領(lǐng)域。不同領(lǐng)域?qū)Ω墒阶儔浩鞯男枨罅亢褪袌龇蓊~有所不同。例如，工業(yè)行業(yè)市場規(guī)模最高，主要來自石油石化、鋼鐵、汽車、化工、電子等熱門行業(yè);電力行業(yè)在干式變壓器整體市場中占比22%，主要來自配電、風(fēng)電、光伏等行業(yè);建筑行業(yè)和基建行業(yè)也占據(jù)一定的市場份額。

  目前我國干式變壓器行業(yè)已逐漸滲透到各個領(lǐng)域，尤其是電氣電子行業(yè)。干式變壓器市場分析從國內(nèi)干式變壓器市場來看，70%左右是國產(chǎn)品牌，但市場份額不足30%，大部分市場仍被歐美品牌占據(jù)。特別是在小產(chǎn)能領(lǐng)域，由于技術(shù)含量低，國內(nèi)企業(yè)紛紛涉足，導(dǎo)致產(chǎn)能飽和，市場競爭激烈。然而在高產(chǎn)能領(lǐng)域，由于技術(shù)能力不足和市場管理理念落后，中國企業(yè)未能占據(jù)主流。

  ?干式變壓器市場占有率?在2023年達(dá)到了?66.3%?，這一數(shù)據(jù)反映了中國DT干式變壓器市場的集中程度。在這一年中，TOP廠家占據(jù)了市場的絕大部分份額，顯示出干式變壓器市場的高度集中。此外，雖然干式變壓器行業(yè)已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，尤其是電氣電子行業(yè)，但市場份額不足30%，大部分市場仍被歐美品牌占據(jù)。

  綜上所述，干式變壓器市場在全球和中國均呈現(xiàn)出穩(wěn)步增長的趨勢，受政策驅(qū)動、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及新能源發(fā)展的推動，未來市場前景廣闊。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場競爭的加劇，企業(yè)需要不斷創(chuàng)新和提升自身實(shí)力以適應(yīng)市場變化。